大學(xué)物理第二章

一、填空題補(bǔ)充:剛體繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角加速度與力矩關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ；易1、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為100的剛體以角加速度為5繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則剛體所受的合外力矩為 N.m 。中、一根勻質(zhì)的細(xì)棒，可繞右端o軸在豎直平內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)它在水平位置上所受重力矩為M，則當(dāng)此棒被切去三分之二只剩右邊的三分之一時(shí)，所受重力矩變?yōu)?。易、在剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，公式成立的條件是 恒量 。中、一飛輪以300rad的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為5kg.m,現(xiàn)加一恒定的制動(dòng)力矩,使飛輪在20s內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng),則該恒定制動(dòng)力矩的大小為 .易、如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R的均勻圓盤(pán)對(duì)通過(guò)它的邊緣端點(diǎn)A且垂直于盤(pán)面的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。難、如圖示一長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，兩端分別固定有質(zhì)量都為m的小球。當(dāng)轉(zhuǎn)軸垂直通過(guò)桿的一端時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ；當(dāng)轉(zhuǎn)軸通過(guò)垂直桿的1/3(1/2;1/4)處時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 。易、瞬時(shí)平動(dòng)剛體上各點(diǎn)速度大小相等，但方向可以相同（填不同或相同）。 易、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布有關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)（填無(wú)關(guān)或有關(guān)）。易、所謂理想流體是指 絕對(duì)不可壓縮和 完全沒(méi)有粘滯性 的流體，并且在同一流管內(nèi)遵循 連續(xù)性 原理。中、一水平流管，滿足定常流動(dòng)時(shí)，流速大處流線分布較密,壓強(qiáng)較 小 ；流線分布較疏時(shí),壓強(qiáng)較 大 ；若此兩處半徑比為12，則其流速比為 4：1 易、已知消防隊(duì)員使用的噴水龍頭入水口的截面直徑是，出水口的截面直徑是，若入水的速度是，則射出水的速度為易、一長(zhǎng)為的均勻細(xì)棒可繞通過(guò)其端、且與棒垂直的水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，若將棒拉到水平位置，然后由靜止釋放，此時(shí)棒的角加速度大小為 。易1、一飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，在t=0時(shí)角加速度為，次后飛輪的經(jīng)歷制動(dòng)過(guò)程，阻力矩的大小與角速度成正比，即，式中比例恒量，當(dāng)時(shí)，飛輪的角加速度為 。易1、長(zhǎng)為1m，質(zhì)量為0.6kg的均勻細(xì)桿,可繞其中心且與桿垂直的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為.若桿的轉(zhuǎn)速為30rad.min,其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能為 。難1、均勻細(xì)棒的質(zhì)量為M，長(zhǎng)為L(zhǎng)，其一端用光滑鉸鏈固定，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將棒在水平位置釋放，則棒經(jīng)過(guò)鉛直位置時(shí)角速度大小為 （棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。中、一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量可以忽略的直桿，可繞通過(guò)其一端的固定水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿的另一端固定著一質(zhì)量為m的小球，在桿與水平方向夾角為時(shí)，將桿由靜止釋放。則桿的剛被釋放時(shí)的角加速度為 ；桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)的角加速度為 。難、細(xì)棒可繞光滑水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸垂直地通過(guò)棒的一個(gè)端點(diǎn)。今使棒從水平位置開(kāi)始下擺，在棒轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，棒的角速度和角加速度的變化情況是： 由小到大， 由大到小。中1、質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A和B，用一長(zhǎng)為的輕質(zhì)桿件相連，系統(tǒng)繞通過(guò)桿上的o點(diǎn)與桿垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。已知o點(diǎn)與A點(diǎn)相距，B點(diǎn)的線速度為，且與桿件垂直。則該系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J為 。二、判斷題易、平動(dòng)剛體的軌跡可以是曲線； （ ）易、瞬時(shí)平動(dòng)剛體上各點(diǎn)速度大小相等，但方向可以不同； （ ）易、流體連續(xù)性原理又稱為質(zhì)量流量守恒定律 （ ）易、在合力矩逐漸減小時(shí)，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度也逐漸減小。 （ ）易、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能等于剛體上各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的總和。（ ）易、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布有關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)。（ ）易、把飛輪的質(zhì)量集中在輪的邊緣上是為了減小飛輪對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 （ ）易、力矩的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。 （ ）易、細(xì)棒可繞光滑水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸垂直地通過(guò)棒的一個(gè)端點(diǎn)。今使棒從水平位置開(kāi)始下擺，在棒轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，棒的角速度的變化情況是：從小到大。 （ ）易、伯努利方程說(shuō)明，當(dāng)理想流體在流管中作定常流動(dòng)時(shí)，單位體積的動(dòng)能（或稱動(dòng)能體密度）和重力勢(shì)能（或稱勢(shì)能體密度）以及該處的壓強(qiáng)之和為一常量。 （ ）三、選擇題易1、一飛輪繞定鈾轉(zhuǎn)動(dòng)，其角坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為 ，式中a、b、c均為常量。則：(1)飛輪繞定鈾作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)飛輪繞定鈾作勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)；（3）飛輪的角加速度與時(shí)間成正比；（4）上述說(shuō)法都不對(duì)。中2、剛體繞定軸做勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剛體上距轉(zhuǎn)軸為r的任一點(diǎn)的 （ ） （1）切向、法向加速度的大小均隨時(shí)間變化； （2）切向、法向加速度的大小均保持恒定； （3）切向加速度的大小恒定，法向加速度的大小隨時(shí)間變化； （4）法向加速度的大小恒定，切向加速度的大小隨時(shí)間變化 中3、作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，以下說(shuō)法正確的是： （ ） （1）、作用于它的力越大，則其角速度一定越大；（2）、作用于它的力矩越大，則作用于它的力一定越大；（3）、角速度越大時(shí)，它所受的合外力矩越大；（4）、角加速度越大時(shí)，它所受的合外力矩越大。易4、剛體平動(dòng)時(shí)則： （ ）（1）平動(dòng)剛體的軌跡一定是直線； （2）平動(dòng)剛體的軌跡可以是曲線； （3）某瞬時(shí)平動(dòng)剛體上各點(diǎn)速度大小相等，但方向可以不同。（4）上述說(shuō)法都不對(duì)。中5、對(duì)于作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，以下說(shuō)法正確的是： （ ） （1）、若作用于它的力很大，則其角速度一定很大；（2）、若作用于它的力矩很大，則作用于它的力一定很大；（3）、當(dāng)其角速度很大時(shí)，它所受的合外力矩可以為零；（4）、若其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能很小，則它所受的合外力矩一定很小易6、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞過(guò)自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)兩臂伸開(kāi)，然后她將兩臂收回；則她的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：（1）花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大；（2）花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變??；（3）花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；（4）上述說(shuō)法都不對(duì)中7、細(xì)棒可繞光滑水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸垂直地通過(guò)棒的一個(gè)端點(diǎn)。今使棒從水平位置開(kāi)始下擺，在棒轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，棒的角速度的變化情況是：（ ）（1）從小到大； （2）不變； （3）從大到??； （4）無(wú)法確定。難8、一均勻細(xì)桿繞垂直通過(guò)其一端的軸（忽略轉(zhuǎn)軸的摩擦），從水平位置由靜止開(kāi)始下擺。則在下擺的過(guò)程中桿的另一端處的 （ ）（1）、逐漸增大； （2）、逐漸減??； （3）、逐漸增大； （4）、無(wú)法確定。易9、理想流體的不可壓縮性表現(xiàn)在 （ ）（1）、它有流線和流管； （2）、滿足連續(xù)性原理；（3）、滿足定常流動(dòng)； （4）、流體內(nèi)部沒(méi)有內(nèi)摩擦力。中10、幾個(gè)力同時(shí)作用繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體上，如果這幾個(gè)力的矢量和為零，則：（ ）（1）、剛體必然不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)； （2）、轉(zhuǎn)速必然不變； （3）、轉(zhuǎn)速必然會(huì)變； （4）、不能確定。易11、如圖所示，一圓盤(pán)繞通過(guò)盤(pán)心且與盤(pán)面垂直的軸0以角速度作轉(zhuǎn)動(dòng)。今將兩大小相等、方向相反、但不在同一直線上的力和沿盤(pán)面同時(shí)作用到圓盤(pán)上，則圓盤(pán)的角速度： （ ）（1）必然減少； （2）必然增大；（3）不會(huì)變化； （4）如何變化，不能確定。中12、一質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻細(xì)棒，一端鉸接于水平地板，且豎直直立著。若讓其自由倒下，則桿以角速度撞擊地板。如果把此棒切成L2長(zhǎng)度，仍由豎直自由倒下，則桿撞擊地板的角速度應(yīng)為 ( )。(1)2； (2)； (3)； (4)難13、細(xì)棒可繞光滑水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸垂直地通過(guò)棒的一個(gè)端點(diǎn)。今使棒從水平位置開(kāi)始下擺，在棒轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，棒的角速度和角加速度的變化情況是：( )（1）從小到大，從大到??；（2）從小到大，從小到大；（3）從大到小，；從大到?。?）從大到小，從小到大。中14、一輕繩繞在具有水平轉(zhuǎn)軸的定滑輪上，繩下端掛一物體，物體的質(zhì)量為m，此時(shí)滑輪的角加速度為。若將物體卸掉，而用大小為mg、方向向下的力拉繩子，則滑輪的角加速度將：（1）變大； （2）不變；（3）變??； （4）無(wú)法判斷。易15、站在轉(zhuǎn)臺(tái)上的人伸出去的兩手各握一重物，然后使他轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)他向著胸部收回他的雙手及重物時(shí)，下列結(jié)論中，不正確的有（1）系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小。（2）系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增加。（3）系統(tǒng)的角動(dòng)量不變。（4）系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能保持不變。易16、關(guān)于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：（1）剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布有關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)。（2）剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布無(wú)關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)。（3）剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布有關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)。（4）剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的形狀、大小、質(zhì)量分布無(wú)關(guān)、與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)。易17、一水平流管，理想流體滿足定常流動(dòng)時(shí)：（1）流速大處流線分布較密,壓強(qiáng)較??；（2）流速小處流線分布較疏時(shí),壓強(qiáng)較??；（3）流速大處流線分布較密,壓強(qiáng)較大；（4）流速小處流線分布較密,壓強(qiáng)較大；。 難18、一輕繩繞在具有水平轉(zhuǎn)軸的定滑輪上，繩下端掛一物體，物體的質(zhì)量為m，此時(shí)滑輪的角加速度為。若將物體卸掉，而用大小為mg、方向向下的力拉繩子，則滑輪的角加速度、繩子的拉力T將：（1）變大、T變??； （2）變小、T變??； （3）變小、T變大； （4）變大、T變大； 易19、如圖所示,管中的水作穩(wěn)定流動(dòng).水流過(guò)A管后,分B、C兩支管流出。已知三管的橫截面積分別為A、B兩管中的流速分別為則C管中的流速等于 （1）15 （2）35(3) 50 (4) 65易20、流體在圖所示的水平管中流動(dòng)，在1處的橫截面直徑大于2處的橫截面直徑。流體的流速和壓強(qiáng)在1處和2處分別為、和、。則它們之間的正確關(guān)系為 （1）=,; (2) ,;(3 ) , ; (4) , ?；啺霃綖镽，質(zhì)量為（可視為勻質(zhì)圓盤(pán)），繩不能伸長(zhǎng)，繩與滑輪間也無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，忽略軸處摩擦，試求物體的加速度和繩子的張力。解：選、和為研究對(duì)象，將、和隔離進(jìn)行受力分析。如圖所示。根據(jù)牛頓第二定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律有計(jì)算題2題圖對(duì) 有 對(duì) 有 對(duì)于滑輪 對(duì)滑輪取轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 繩與滑輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)有 繩子兩邊的張力不等有 求解上述方程，可得 ， ， 難、質(zhì)量為和的兩物體A、B分別懸掛在如圖所示的組合輪兩端。設(shè)兩輪的半徑分別為R和r，兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為和，輪與軸承間、繩索與輪間的摩擦力均略去不計(jì)，繩的質(zhì)量也略去不計(jì)。試求兩物體的加速度和繩的張力。 易、一截面積為40的水平管子有一縮小處，其截面積為。水在粗管中作定常流動(dòng)的速度為100。求：（1）水在縮小處的流速；（2）縮小處和粗管內(nèi)兩點(diǎn)間的壓強(qiáng)差；（3）粗管中每分鐘有多少立方米的水流出。易、如圖所示，大桶側(cè)壁有一小孔，桶內(nèi)盛滿了水，求水從小孔流出的速度和流量。例2-2書(shū)中